• 3）易与氨作用生成浓雾。
• 四氯化硅
• 气体密度：7.59g/l（标准状态） 沸点： 57.6℃
• 物料性质：常温下纯净的四氯化硅是无 色、透明油状液体、比重较大、有刺鼻 气味。其化学性质如下：
• 1）易水解、潮解、在空气中强烈发烟， 生成HCl，遇水立即转化为盐酸，盐酸 具有很强的腐蚀性；
• 2）易挥发、易气化、沸点低；
三、与硅材料生产相关的一些基本概念
1．半导体纯度的表示方法 1）几个九：
通常半导体材料的纯度用几个九来表示 . 2）PPm、PPb、PPt：
一般以这种方式来表示半导体材料中某种杂 质的含量 .
2 . 工业硅、多晶硅、单晶硅 1）工业硅
一般指含硅量为95－99％纯度的结晶硅，由于含有较多 的金属杂质，因此也叫硅铁或金属硅。
4.硅的物理、化学性质
硅的物理性质: 硅在自然界中主要以硅酸盐和石英砂的形式存
在，纯净的硅是一种银灰色的固体，带有金属光 泽、性质硬而脆。
硅的化学性质: 1）硅的化学性质与其存在状态有关，无定形硅化
学性最高，多晶硅次之，单晶硅更低。
2）硅的化学性质与温度有关。
3）硅不溶于盐酸、硫酸、硝酸和王水。
5) 硅能与Cu2+、Pb2、Ag+、Hg2+等金属 离子发生置换反应，因此硅能从这些金属 离子的盐溶液中置换出金属。
• 四氯化硅
• 气体密度：7.59g/l（标准状态） 沸点： 57.6℃
• 物料性质：常温下纯净的四氯化硅是无 色、透明油状液体、比重较大、有刺鼻 气味。其化学性质如下：
• 1）易水解、潮解、在空气中强烈发烟， 生成HCl，遇水立即转化为盐酸，盐酸 具有很强的腐蚀性；
• 2）易挥发、易气化、沸点低；
多晶硅制备还有如二氯二氢硅分解法、四氯化 硅还原法、四氯化硅热分解法；四氯化硅锌还原 法等 .
第三节 三氯氢硅氢还原制取多晶硅工艺
一、三氯氢硅氢还原反应基本原理 用氢气作为还原剂，在1100－1200℃下
还原SiHCI3生成多晶硅，是目前多晶硅生产 的主要方法。由于氢气易于净化，而且在硅 中的溶解度极低，所以用氢气还原生产的多 晶硅较其他还原剂（如锌、碘）所制得的多 晶硅纯度要高得多。
3.在光和热的作用下，能使电子激发，从而使导电 性显著增加的热敏性、光敏性等特点。
半导体材料大致可分为以下几类： 1)元素半导体：如硅、锗、硒、镓等单质元素； 2)化合物半导体：如二元化合物砷化镓、砷化铟、
三元化合物CuAIS2、AgInSe等； 3)固溶体半导体：如CaAs-GaP； 4)玻璃半导体：由无机氧化物和过渡金属离子组成
6）硅能溶解在熔融的铝、金、银、锡、铅等 金属中，形成合金。
三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅 主要性能参数
• 三氯氢硅
• 气体密度：6.5g/l（标准状态） 沸点：31.5℃
物料性质：常温下纯净的三氯化硅是无色、透明、 挥发性、可燃液体，有较四氯化硅更强的刺鼻气 味。其化学性质如下： • 1）易水解、潮解、在空气中强烈发烟，生成HCl 和H2，HCl遇水立即转化为盐酸，盐酸具有很强 的腐蚀性；H2易燃易爆。 • 2）更易挥发、更易气化、更沸点低； • 3）易着火、易爆炸、着火点28℃、着火温度 220℃，燃烧时产生氯化氢和氢气；
SiHCI3和H2混合，加热到900℃以上，就能发生如 下反应：
三氯氢硅氢还原制备多晶硅
培训讲义
主讲：邱松 内蒙古神舟硅业
目录
第一节 半导体硅材料的基本概念 第二节 高纯多晶硅生产的工艺简介 第三节 三氯氢硅氢还原制取多晶硅工艺 第四节 还原炉（载体）硅芯的制备 第五节 还原炉启动(击穿)方式 第六节 还原炉冷却水系统及热能综合利用 第七节 还原工序正常操作过程 第八节 还原操作过程中常见事故 第九节 现场生产中可能出现的危险，以及保
• 3）易与氨作用生成浓雾。
第二节 高纯多晶硅生产的工艺简介
目前世界上的多晶硅生产工厂主要采用两种方 法制备多晶硅。一种是硅烷法：另一种是改良西 门子法。 一 、硅烷法:
其原理是在加热的硅芯上（低于用900℃）用 硅烷（SiH2）热分解生产多晶硅。 硅烷法制取多晶硅的热分解反应如下：
SiH2（气）＝Si（固）＋2H2气） 二、 改良西门子法
证安全生产所具备的安全设施。 第十节 警报/联动/紧急停车
第一节 半导体硅材料的基本概念
一、半导体材料简介 半导体:
电阻率介于109和10－4欧姆.厘米之间的物质. 重要特点： 1.半导体材料的导电能力随着温度的变化会有很大
的变化 ; 2.在纯净的半导体材料中加入一些异族元素（掺杂）
可以获得各种电阻率及其他性质不同的半导体材 料。
的氧化物半导体以及非氧化物玻璃半导体。
二、多晶硅等级
• 按照硅含量的纯度分为两个: • 太阳能级硅（SG ） :
硅含量为99.9999% （ 6个9）的(主要用于太 阳能电池芯片的生产制造) 。 • 电子级硅（EG）:
纯度在于半导体芯片制造)。
2）多晶硅 一般习惯地将还原沉积出的高纯硅叫多晶硅。
3）单晶硅
从液体凝结成固体的过程叫结晶，在结晶过程 中，我们设法控制使每个微小的晶粒都沿着相同 的单一方向生长，生长出的晶体，结晶方向是一 致的，整个晶体的原子排列是有规则的周期性的， 这样的晶体叫着单晶硅。
3.半导体硅材料的用途： 1）用作电力整流器和可控硅整流器; 2）用作硅二极管； 3）生产晶体管及集成电路; 4）生产太阳能电池。 5）光伏发电等。
多晶硅生产的西门子工艺，其原理就是在 1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯 氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。
改良西门子法相对于传统西门子法的优点主要于： 1.节能：由于改良西门子法采用多对棒、大直径还原
炉，可有效降低还原炉消耗的电能； 2.降低物耗：改良西门子法对还原尾气进行了有效
的回收。改良西门子法将尾气中的各种组分全部 进行回收利用，这样就可以大大低降低原料的消 耗。 3.减少污染：由于改良西门子法是一个闭路循环系统， 多晶硅生产中的各种物料得到充分的利用，排出 的废料极少，相对传统西门子法而言，污染得到 了控制，保护了环境。